Фактические данные о влиянии потребления белка на общую популяционную выборку детей и подростков

European Journal of Clinical Nutrition (2023) 77:652–659.

doi.org

Evidence for protein leverage in a general population sample of children and adolescents

Christoph Saner, Alistair M. Senior, Hanyue Zhang, Aino-Maija Eloranta, Costan G. Magnussen, Matthew A. Sabin, Markus Juonala, Marco Janner, David P. Burgner, Ursula Schwab, Eero A. Haapala, Berit L. Heitmann, Stephen J. Simpson, David Raubenheimer, Timo A. Lakka

Знакомство

Избыточный вес и ожирение в детском возрасте являются основными детерминантами глобального здоровья. Избыточный индекс массы тела (ИМТ) у детей и подростков связан с неблагоприятным психосоциальным и кардиометаболическим здоровьем. Дети с ожирением имеют высокий риск стать взрослыми с ожирением, повышенный риск развития неинфекционных заболеваний и преждевременной смертности. Избыточный вес и ожирение обусловлены чрезмерным потреблением общей энергии (total energy intake (TEI)) при заданном общем расходе энергии (total energy expenditure (TEE)), что является физическим законом, который модулируется генетическим и эпигенетическим фоном человека, а также связан с жировой тканью изменениями механизмов контроля ТEI и ТEE.

У людей и организмов многих таксонов взаимодействие между специфическими системами аппетита к углеводам, жирам и белкам определяет их TEI. Под воздействием здоровой пищевой среды эти системы аппетита будут регулировать потребление пищи для достижения индивидуальных целевых показателей макронутриентов. Тем не менее, при воздействии несбалансированной пищевой среды, например, в диетах с большим количеством ультраобработанных продуктов, конкурирующие системы аппетита могут привести к потреблению пищи, которое определяется относительной силой аппетита к различным макронутриентам.

Используя систему геометрии питания, исследования на животных и рандомизированные контрольные испытания на взрослых людях показали, что потребление белков регулируется более строго, чем потребление углеводов и жиров. Следовательно, на диетах с низким содержанием белка энергия потребляется чрезмерно в результате компенсации разбавления белка богатыми жирами и углеводами из переработанных продуктов питания (механизм, называемый «белковым рычагом») (PL), что приводит к повышенному риску увеличения веса. Гипотеза «белкового рычага» (PLH) утверждает, что механизм PL взаимодействует с разбавлением пищевого белка, что приводит к чрезмерному потреблению энергии и риску ожирения.

Несмотря на доказательства наличия PL и PLH у взрослых, нет опубликованных сообщений о PL и PLH в популяционных выборках детей и подростков, и только одно перекрестное исследование, предоставляющее доказательства PL и PLH у детей и подростков, из австралийской когорты с тяжелым ожирением. Опубликованных сообщений о PL и PLH в популяционных выборках детей и подростков нет. В данном исследовании мы впервые проверили на PL в популяционной выборке финских детей, начинающих обучение в первом классе начальной школы, за которыми наблюдали до подросткового возраста. Во-вторых, мы проверили, связана ли ТEI на диетах с низким содержанием белка с ожирением, оцениваемым по размеру и составу тела.

Популяционная выборка детей, средний возраст (SD) 7,6 (0,4) лет (n = 422), наблюдалась в возрасте 9,8 (0,4) лет (n = 387) и в возрасте 15,8 (0,4) лет (n = 229), участвовавших в исследовании «Физическая активность и питание у детей» (PANIC). Воздействия: пропорциональное потребление калорий белков, жиров и углеводов за 4 дня в связи с пищевыми записями. Результаты: потребление энергии, z-показатель индекса массы тела (ИМТ) и расход энергии, связанный с двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрией.

Это первое исследование, где представлены доказательства наличия PL в популяционной выборке детей и подростков. В анализе подгрупп мужской пол был положительно связан с TEI, в то время как пубертатный период и участие вмешательства в образ жизни не были связаны с TEI. Несмотря на доказательства наличия PL в каждом из 3 возрастов, мы не обнаружили значимой связи между общим потреблением энергии и z-показателем ИМТ или WC, что, скорее всего, объясняется встречными изменениями TEE.

Это уравновешивание TEI и TEE наводит на мысль о том, что население находилось в энергетическом балансе. С этим предположением согласуется тот факт, что, согласно финским референс-данным, z-баллы ИМТ во всех трех возрастных группах были близки к нулю, а распространенность избыточной массы тела и ожирения в этой когорте детей в возрасте 6,8–9,0 лет составила всего 13,1% (ожирение 4,3%), что является низким показателем по сравнению с соответствующими международными данными.

Второй причиной отсутствия связи между ТEI и более высоким уровнем ожирения может быть занижение ТEI в диетических оценках, что хорошо известно для определенных подгрупп населения, таких как подростки и люди с ожирением. Фактически, соотношение TEE/TEI было больше 1 (1,02 в возрасте 8 лет, 1,11 в возрасте 10 лет и 1,5 в возрасте 16 лет), что свидетельствует о занижении TEI. Однако, если бы TEI был постоянно выше, чем сообщалось, мы могли бы ожидать, что распространенность избыточного веса и ожирения при PANIC была бы выше, чем она была.

В-третьих, эта когорта детей и подростков имела относительно здоровое питание. Некоторые доказательства здоровых привычек питания у финской молодежи были продемонстрированы в недавнем исследовании, в котором изучалась общенациональная когорта из 10569 финских детей в возрасте 9–14 лет, где доля нездоровых детей была относительно низкой и составляла 12,3%. Ожидается, что влияние PL на TEI и, возможно, z-показатель ИМТ будет наиболее заметным, когда люди подвергаются воздействию пищевой среды, богатой высокообработанными продуктами с низкой долей белков по отношению к высококалорийным углеводам и жирам и одновременно низкое содержание клетчатки, которая, как и белок, является насыщающим компонентом пищи. Также прогнозируется, что эффекты PL будут усугубляться в популяциях, где целевой показатель белка повышен. В качестве примера можно привести популяции, переживающие переход от традиционной диеты с высоким содержанием белка (для инуитов %EP более 30%) к западной диете, что приводит к высоким показателям ожирения и метаболических заболеваний. Это связано с тем, что эффекты PL усугубляются при диете с низким содержанием белка, когда целевое потребление выше, из-за функции питания, связанной с соотношением %TEI к %EP. Поскольку белковые мишени также увеличиваются при ожирении и резистентности к инсулину в результате увеличения катаболизма белка и глюконеогенеза, это может объяснить увеличение ожирения при диетах с низким содержанием белка у детей и подростков с тяжелым ожирением.

Как наши результаты соотносятся с детьми и подростками, живущими в современной индустриальной пищевой среде? В исследовании «Глобальное бремя болезней» 2017 года, в котором были собраны данные за период с 1990 по 2017 год из 195 стран, было выявлено несколько факторов риска, способствующих заболеваемости и смертности от неинфекционных заболеваний. Эти факторы риска включали диеты с высоким содержанием подслащенных сахаром напитков, высоким содержанием натрия, высоким содержанием обработанного мяса (содержащего ~20% жира по сравнению с ~5% в цельном мясе) и низким содержанием орехов, семян, овощей, фруктов и клетчатки. Диета, богатая ультраобработанными продуктами, включает в себя большинство из этих факторов риска. Ультраобработанные продукты — это готовые к употреблению продукты, изготовленные из обработанных веществ, обычно содержащие искусственные ароматизаторы, красители и стабилизаторы. Они содержат большое количество рафинированных химических веществ, включая углеводы и насыщенные жирные кислоты, низкое количество белков и клетчатки, отражающих промышленные остатки цельных продуктов. За последние несколько десятилетий продажи и потребление ультраобработанных продуктов питания выросли во всем мире. В США, согласно 24-часовым диетическим отзывам у 23 847 взрослых людей, почти 60% калорий, потребляемых в период между 2007 и 2012 годами, приходилось на ультраобработанные продукты. Аналогичным образом, 65% калорий, потребляемых детьми начального и среднего школьного возраста в Соединенном Королевстве (Великобритания), получены из ультраобработанных продуктов. Дети и подростки представляют собой самую большую группу потребителей ультраобработанных пищевых продуктов в Канаде и США. Маркетинговые кампании нацелены на детей, а прием пищи во время просмотра телевизора был определен как фактор, связанный с более высоким потреблением ультраобработанных продуктов у 1772 детей в возрасте 4–10 лет в Великобритании. Исходя из имеющихся результатов, указывающих на использование белка, мы предполагаем, что дети и подростки, которые хронически подвергаются воздействию диеты, содержащей большое количество ультраобработанных продуктов, будут страдать от ожидаемых последствий ожирения.

Нормальный диапазон начала полового созревания для девочек составляет от 8 до 13 лет, а для мальчиков от 9 до 14 лет. За последние два столетия изменения окружающей среды, в том числе воздействие питательных веществ, считались ответственными за вековую тенденцию к более раннему наступлению полового созревания. Существуют последовательные доказательства ожирения и более раннего полового созревания у девочек, с эквивалентными результатами обсервационных исследований у мальчиков. Наши результаты показывают более высокие показатели ТЕI у мальчиков на уровне Т0, Т1 и Т2 по сравнению с девочками, но отсутствие разницы в z-баллах ИМТ на уровне Т0, Т1 или Т2 между полами и отсутствие влияния пубертатного этапа на PL. Необходимы дальнейшие лонгитюдные исследования, чтобы подтвердить, может ли PL прямо или косвенно влиять на половое созревание, и если да, то как.

К сильным сторонам этого исследования можно отнести всесторонний сбор данных в трех возрастных группах о размере и составе тела, диете и физической активности в популяционной выборке, а также использование многомерных моделей питания, которые учитывают пищевые смеси макронутриентов, а не эффекты от отдельных макронутриентов, которые не учитывают автокорреляцию между питательными веществами в диетических смесях. Наши результаты для PL у детей и подростков являются новыми и надежными для корректировки ряда существенных потенциальных искажающих факторов. Ограничением данного исследования является перекрестный анализ. Исследования с более короткими интервалами оценки данных необходимы для изучения прогностического влияния состава макронутриентов на изменения TEI. Во-вторых, наши результаты были основаны на популяционной когорте детей и подростков с относительно низкой распространенностью избыточного веса и ожирения, живущих в относительно здоровой пищевой среде, и, следовательно, требуют репликации в других когортах в различных средах для оценки обобщаемости. В-третьих, субанализ ассоциаций PL с половым созреванием был проведен на меньшем числе участников и требует дальнейших исследований.

Это первое исследование, в котором представлены доказательства наличия PL в популяционно-репрезентативной когорте детей и подростков. В этой когорте PL уравновешивалcя с более высокой ТEE и, следовательно, не был связан с ожирением, что, как мы предполагаем, отражает наличие преимущественно здоровой когорты со здоровым весом, потребляющей в целом здоровое питание.